Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'ocean' .
Znaleziono 29 wyników
-
Oceany schładzają Ziemię bardziej, niż się wydawało
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Po raz pierwszy udało się oszacować globalną ilość siarki emitowanej przez oceany. Badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowy z Anglii, Hiszpanii, Indii, Argentyny, Chin, Francji i USA wykazały, że emitując siarkę, wytwarzaną przez organizmy żywe, oceany schładzają klimat bardziej, niż dotychczas przypuszczano. Szczególnie jest to widoczne nad Oceanem Południowym. Z artykułu opublikowanego na łamach Science Advances dowiadujemy się, że oceany nie tylko przechwytują i przechowują energię cieplną ze Słońca, ale również wytwarzają gazy, które mają natychmiastowy bezpośredni wpływ na klimat, na przykład powodują, że chmury są jaśniejsze i lepiej odbijają promieniowanie cieplne. Autorzy badań skupili się przede wszystkim na metanotiolu (MeSH). To gaz o wzorze chemicznym CH3SH. Emitowany przez oceany siarczek dimetylu to ważne źródło aerozoli ochładzających klimat. Jednak w oceanach większość siarki pochodzącej z organizmów żywych nie zmienia się w siarczek dimetylu, ale w metanotiol. Gaz ten, ze względu na duża reaktywność, trudno jest jednak zarejestrować, stąd też jego wpływ na klimat pozostawał nieznany. Autorzy nowych badań stworzyli bazę danych dotyczącą koncentracji MeSH w wodzie morskiej, zidentyfikowali czynniki statystyczne pozwalające na określenia ilości MeSH i opracowali mapę miesięcznych emisji tego związku, dodając je do emisji siarczku dimetylu. Dzięki temu dowiedzieli się, że nad Oceanem Południowym emisje MeSH zwiększają o 30–70 procent ilość aerozoli zawierających siarkę, wzmacniają więc wywierany przez ten pierwiastek efekt chłodzący, jednocześnie pozbawiają atmosferę utleniaczy, co z kolei zwiększa czas trwania dimetylu siarki, pozwalając na jego transport na większe odległości. Odkrycie to jest znaczącym rozwinięciem jednej z najważniejszych teorii dotyczących roli oceanów w regulowaniu klimatu na Ziemi. Opracowana przed 40 lat teoria mówiła, że plankton żyjący na powierzchni oceanów wytwarza siarczek dimetylu, który po trafieniu do atmosfery ulega utlenieniu, tworząc aerozole. Aerozole te odbijają część promieniowania słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną, zmniejszając w ten sposób ilość ciepła docierającego do powierzchni planety. Ich wpływ chłodzący zostaje wzmocniony, jeśli wejdą w skład chmur. Nowe badanie pokazuje, w jaki sposób pomijany dotychczas MeSH wpływa na cały ten proces, wzmacnia go oraz jak ważne dla klimatu są aerozole zawierające siarkę. A skoro sama natura zawiera tak silne mechanizmy chłodzące, tym bardziej pokazuje to, jak wielki wpływ na atmosferę wywołuje działalność człowieka. To ten element klimatu, który ma największy wpływ chłodzący, a który jest najsłabiej rozumiany. Wiedzieliśmy, że metanotiol jest emitowany przez oceany, ale nie wiedzieliśmy, jak duża jest to emisja i gdzie do niej dochodzi. Nie wiedzieliśmy też, że ma tak silny wpływ na klimat. Modele klimatyczne znacząco przeceniają wpływ promieniowania słonecznego na Ocean Południowy, w dużej mierze dlatego, że nie są w stanie prawidłowo symulować wpływu chmur. Nasze prace częściowo wypełniają tę lukę, stwierdzają badacze. Główny autor badań, Charel Wohl z barcelońskiego Institut de Ciències del Mar dodaje, że poznanie wielkości emisji MeSH pozwoli na lepsze reprezentowanie chmur nad Oceanem Południowym i stworzenie modeli lepiej przewidujących ich wpływ chłodzący. Dzięki poznaniu ilości emitowanego metanotiolu, dowiadujemy się, że średnia roczna emisja siarki ze znanych źródeł oceanicznych jest o 25% wyższa, niż sądzono. Gdy dane te dodano do najlepszych modeli klimatycznych, okazało się, że wpływ tej emisji jest znacznie bardziej widoczny na półkuli południowej, na której powierzchnia oceanu jest większa, a ludzka aktywność mniejsza. « powrót do artykułu -
Geoff Smith, emerytowany profesor fizyki stosowanej z Uniwersytetu Technologicznego z Sydney poinformował na łamach Journal of Physics Communications, że przyspieszające ocieplanie się oceanów, które nie pasuje do obecnych modeli klimatycznych, można wyjaśnić na gruncie fizyki kwantowej. Profesor Smith zauważa, że dane z ostatnich 70 lat pokazują, że oceny ogrzewają się coraz szybciej, rośnie więc ilość przechowywanej w nich energii. W bieżącym roku średnia globalna temperatura powierzchni oceanów przekroczyła 21 stopni Celsjusza, co nazwano złowróżbnym kamieniem milowym. Obecne modele atmosferyczne uwzględniające wzrost gazów cieplarnianych w atmosferze, niże przewidują takiego przyspieszenia. Rozwiązaniem problemu jest przyjęcie, że energia w oceanach jest przechowywana w połączonej postaci ciepła z energią stanowiącą źródło informacji natury o właściwościach materiału. Gdy woda w oceanie jest ogrzewana przez promieniowanie słoneczne, przechowuje energię nie tylko w postaci ciepła, ale również w postaci hybrydowych par fotonów splątanych z oscylującymi molekułami wody. Te pary to naturalna forma informacji kwantowej, odmienna od informacji w komputerach kwantowych. Ten dodatkowy magazyn energii zawsze był obecny i pomagał stabilizować temperatury oceanów przed rokiem 1960, stwierdza uczony. Profesor Smith wyjaśnia, że obecnie średnia ilość energii cieplnej emitowanej nocą po codziennym podgrzewaniu, nie jest stabilna, gdyż dodatkowa energia z atmosfery zwiększa ilość obu rodzajów energii w oceanach. I to właśnie ta druga, nietermiczna, energia jest odpowiedzialna, zdaniem uczonego, za ogrzewanie oceanów, którego nie uwzględniają modele klimatyczne. « powrót do artykułu
-
Ocean zmienia kolor. To skutek zmian klimatu
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
W ciągu ostatnich 20 lat doszło do znacznych zmian koloru oceanów. To globalny trend, którego najbardziej prawdopodobną przyczyną jest globalne ocieplenie, informują naukowcy z MIT, brytyjskiego Narodowego Centrum Oceanograficznego, University of Maine i Oregon State University. Zmiany obejmują aż 56% oceanów, czyli powierzchnię większą niż powierzchnia wszystkich lądów. Najbardziej widoczne są zmiany w obszarach równikowych, gdzie kolor wody staje się coraz bardziej zielony. Oznacza to, że dochodzi do zmian ekosystemów na powierzchni, gdyż na kolor wody wpływają żyjące w niej organizmy oraz rozpuszczone minerały. W tej chwili nie wiadomo, jakie konkretnie zmiany w ekosystemie powodują taką zmianą koloru. Naukowcy są pewni jednego – najbardziej prawdopodobną przyczyną zmian jest zmiana klimatu. Zmiany takie nie są zaskoczeniem. Współautorka badań, Stephanie Dutkiewicz z MIT od wielu lat prowadzi symulacje komputerowe, które pokazywały, że do takich zmian dojdzie. Fakt, że je teraz mogę obserwować w rzeczywistości nie jest zaskoczeniem. Ale jest to przerażające. Zmiany te są zgodne z tym, co pokazują symulacje dotyczące wpływu człowieka na klimat, stwierdza uczona. To kolejny dowód na to, jak ludzka aktywność wpływa na życie na Ziemi na wielką skalę. I kolejny sposób, w jaki wpływamy na biosferę, dodaje doktor B. B. Cael z Narodowego Centrum Oceanograficznego w Southampton. Kolor oceanu zależy od tego, co znajduje się w górnych warstwach wody. Woda głębokiej błękitnej barwie zawiera niewiele życia, a im bardziej zielona, tym więcej w niej organizmów żywych, przede wszystkim fitoplanktonu. Fitoplankton stanowi podstawę morskiego łańcucha pokarmowego. Rozciąga się on od fitoplanktonu, przez kryl, ryby, ptaki morskie po wielkie morskie ssaki. Fitoplankton absorbuje też i zatrzymuje dwutlenek węgla. Dlatego też naukowcy starają się go jak najdokładniej monitorować, by na tej podstawie badać, jak ocean reaguje na zmiany klimatu. Robią to wykorzystując satelity śledzące zmiany chlorofilu poprzez porównanie światła zielonego i niebieskiego odbijanego od powierzchni oceanów. Przed około 10 laty jedna z autorek obecnych badań, Stephanie Henson, wykazała, że potrzeba co najmniej 30 lat ciągłych obserwacji chlorofilu, by wyciągnąć wnioski na temat zmian jego koncentracji pod wpływem globalnego ocieplenia. Jest to spowodowane olbrzymimi naturalnymi zmianami oceanicznego chlorofilu rok do roku, więc odróżnienie corocznych zmian naturalnych od długoterminowego trendu powodowanego ociepleniem wymaga długotrwałych obserwacji. Z kolei przed 4 laty Dutkiewicz i jej zespół opublikowali artykuł, w którym dowiedli, że naturalne zmiany innych kolorów oceanu są znacznie mniejsze niż zmiany chlorofilu. Zatem – jak dowodzili na podstawie opracowanego przez siebie modelu – korzystając ze zmian chlorofilu i korygując je o zmiany innych kolorów, można wyodrębnić zmiany koloru powodowane ociepleniem już po 20, a nie po 30 latach obserwacji. W trakcie najnowszych badań naukowcy przeanalizowali pomiary koloru oceanów zbierane od 21 lat przez satelitę Aqua. Zainstalowany na jego pokładzie instrument MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) przygląda się oceanom w 7 zakresach światła widzialnego, w tym w 2 tradycyjnie używanych do monitorowania chlorofilu. Naukowcy najpierw przeprowadzili analizy wszystkich kolorów w różnych regionach w poszczególnych latach. Tak badali zmiany roczne. To pozwoliło im określić naturalną zmienność dla wszystkich 7 zakresów fali. Następnie przyjrzeli się całemu światowemu oceanowi w perspektywie 20 lat. W ten sposób na tle naturalnych dorocznych zmian wyodrębnili trend długoterminowy. Chcąc się przekonać, czy trend ten może mieć związek ze zmianami klimatu, porównali go z modelem Dutkiewicz z 2019 roku. Model ten pokazywał, że znaczący trend powinien być widoczny po 20 latach obserwacji, a zmiany kolorystyczne powinny objąć około 50% powierzchni oceanów. Okazało się, że dane z modelu zgadzają się z danymi obserwacyjnymi – trend jest silnie widoczny pod 20 latach, a zmiany objęły 56% powierzchni. To sugeruje, że obserwowany trend nie jest przypadkową wariacją w systemie. Jest on zgodny z modelami antropogenicznej zmiany klimatu, mówi B.B. Cael. Mam nadzieję, że ludzie potraktują to poważnie. To już nie tylko model przewidujący, że dojdzie do zmian. Te zmiany zachodzą. Ocean się zmienia, podsumowuje Dutkiewicz. « powrót do artykułu -
Spacerowicze odwiedzający jedną z plaż w San Diego mogli ostatnio oglądać... różową wodę. Niezwykły widok nie był jednak niczym groźnym ani niepokojący. Woda została celowo zabarwiona na różowo przez naukowców, którzy badają, w jaki sposób wody rzek mieszają się z wodami oceanów. Rzeki i ich estuaria odgrywają ważną rolę w dostarczaniu słodkiej wody oraz osadów i zanieczyszczeń do przybrzeżnych regionów oceanów. Niewiele jednak wiadomo o tym, jak przebiega interakcja lżejszych wód słodkich z cięższymi, gęstszymi i często chłodniejszymi wodami przybrzeżnymi oceanu. Od początku roku naukowcy ze Scripps Institution of Oceanography i University of Washington kilkukrotnie kolorowali wody bezpiecznym dla środowiska różowym barwnikiem, by obserwować, jak niewielkie estuarium wpływa na przybrzeżne wody oceanu. Jestem bardzo podekscytowana, bo dotychczas nie prowadzono tego typu badań. To naprawdę unikatowy eksperyment, mówi kierująca eksperymentem oceanograf Sarah Giddings. Zgromadziło się tutaj wielu ekspertów z różnych dziedzin. Sądzę, że uzyskamy naprawdę interesujące dalekosiężne wyniki. Połączymy je z wynikami starszych badań oraz z symulacjami komputerowymi. Chcemy zrozumieć, jak rozprzestrzenia się w oceanie woda z niewielkich estuariów, dodaje. Interesuje mnie, w jaki sposób interakcja sił fizycznych – zderzenia fal oceanu z wpływającą doń wodą z rzeki – wpływa na to, co dzieje się z wodą rzeczną, mówi doktor Alex Simpson. Barwnik, który zabarwiono wodę rzeki, jest śledzony z lądu, wody i powietrza. Specjalne czujniki zostały umieszczone między innymi na palach wbitych w dno i na samym dnie. Dane zbierane są poprzez pomiary fluoroscencji barwnika, a naukowcy mierzą prądy oceaniczne, wysokość fal, zasolenie i temperaturę wody oraz badają ich zmiany w czasie i wpływ na nie wód słodkich. W ten sposób zyskają informację o konkretnym miejscu badań, ale dzięki temu lepiej można będzie zrozumieć, jak niewielkie i średniej wielkości estuaria wpływają na rozprzestrzenianie się osadów, zanieczyszczeń, narybku i innych istotnych elementów środowiska przybrzeżnego. Wiele z wcześniejszych badań tego typu skupiało się na dużych rzekach, dlatego też niewiele wiemy o mniejszych ciekach wodnych. Na miejsce eksperymentów wybrano Los Peñasquitos Lagoon, gdyż jest to bardzo reprezentatywny przykład niewielkiego estuarium, z którego woda przedostaje się na dość jednorodne wybrzeże. Barwnik wypuszczany jest w czasie odpływu, gdyż naukowcy chcą mieć gwarancję, że zostanie on poniesiony w głąb oceanu. Gołym okiem widać go przez wiele godzin, a instrumenty naukowe są w stanie wykryć go przez około 24 godziny. Badania prowadzone są w ramach projektu Plumes in Nearshore Conditions (PiNC). « powrót do artykułu
-
Wody oceaniczne na średnich głębokościach (200–1000 m), które są domem dla wielu gatunków ryb, zaczęły w nienaturalnym tempie tracić tlen – ostrzegają chińscy uczeni na łamach pisma Amerykańskiej Unii Geofizycznej. Do roku 2080 aż 70% światowych oceanów może się dusić z powodu braku tlenu spowodowanego zmianami klimatycznymi. Nowe badania pokazały, że w ubiegłym roku doszło do przekroczenia punktu krytycznego utraty tlenu. Tlen rozpuszczony w oceanach jest potrzebny żyjącym tam zwierzętom do oddychania. Jednak ogrzewające się wody zawierają mniej tlenu. Naukowcy od lat obserwują powolny spadek ilości tlenu w wodach oceanicznych. Jednak najnowsze badania pokazują, że sytuacja jest bardziej dramatyczna, niż sądzono. Autorzy badań opublikowanych na łamach Geophysical Research Letters wykorzystali modele klimatyczne do sprawdzenia, jak i kiedy poziom utraty tlenu w wodach oceanicznych będzie większy niż naturalna zmienność. Okazało się, że na średnich głębokościach do przekroczenia poziomu naturalnej zmienności doszło prawdopodobnie w 2021 roku. Jeśli to prawda, wpłynie to np. na rybołówstwo na całym świecie. Modele przewidują, że do roku 2080 wszystkie strefy oceaniczne doświadczą większej niż naturalna utraty tlenu. Na głębokości od 200 do 1000 metrów rozciąga się strefa mezopelagialu. Wiele gatunków komercyjnie poławianych ryb żyje właśnie w tej strefie. Ubytek tlenu oznacza, że ucierpi rybołówstwo i dostawy żywności, nie mówiąc już o stratach środowiskowych. Wraz z globalnym ociepleniem rośnie temperatura wód oceanicznych. A w ciepłej wodzie rozpuszcza się mniej tlenu, co z kolei zmniejsza mieszanie się poszczególnych warstw wody. Mezopelagial jest szczególnie wrażliwy na ubytek tlenu, gdyż z jednej strony nie jest wzbogacany tlenem z atmosfery oraz fotosyntezy, jak wyżej położone warstwy, a z drugiej to w nim zachodzi większość zużywających tlen procesów rozkładu glonów. Dla nas to bardzo ważna strefa oceanu, gdyż żyje w niej wiele komercyjnie poławianych gatunków ryb. Ubytek tlenu wpływa też na inne morskie zasoby, ale ryby są dla nas najważniejsze i mają największy wpływ na naszą codzienną dietę, mówi główna autorka badań, Yuntao Zhou z Shanghai Jiao Tong University. Oceanograf Matthew Long z amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR), który nie brał udziału w badaniach, komentuje, że badania chińskich uczonych pokazują, jak pilna jest potrzeba zapobiegania zmianom klimatu. Ludzkość zmienia obecnie stan metaboliczny największego ekosystemu na planecie, a konsekwencji tej zmiany nie znamy. Chińscy naukowcy przyjrzeli się utracie tlenu w epipelagialu (0–200 m), mezopelagialu (200–1000 m) i batypelagialu (1000–4000 m). Poddali analizie matematycznej dane, by sprawdzić, kiedy zmiany w ilości rozpuszczone w nich tlenu będą większe, niż naturalna zmienność. Połączyli je z dwoma modelami klimatycznymi – jednym zakładającym wysoką emisję gazów cieplarnianych przez człowieka i drugim, zakładającym niską emisję. W obu zbadanych scenariuszach to właśnie mezopelagial jest tą strefą, która najszybciej traci tlen, a utrata występuje na największym obszarze globalnych oceanów. W scenariuszu niskiej emisji proces utraty ponad naturalną zmienność rozpoczyna się 20 lat później, niż w scenariuszu emisji wysokiej. To zaś pokazuje, że ograniczenie emisji może pomóc w opóźnieniu niekorzystnych zmian. Naukowcy zauważyli tez, że oceany położone bliżej biegunów są bardziej narażone na utratę tlenu. Nie wiadomo, dlaczego tak się dzieje, ale może mieć to związek z faktem, że okolice biegunów ocieplają się najszybciej. Dochodzi też do rozszerzania tropikalnych stref znanych z niskiej zawartości tlenu, mówi Zhou. Strefy o minimalnej zawartości tlenu rozprzestrzeniają się na wyższe szerokości geograficzne, zarówno na północ, jak i południe. To zjawisko, na które powinniśmy zwrócić więcej uwagi, stwierdza uczona. Obecnie nie wiadomo, czy gdyby całkowicie udało się powstrzymać globalne ocieplenie, to czy poziom tlenu w oceanach powrócił do epoki przedprzemysłowej. « powrót do artykułu
-
Jednym z najważniejszych odkryć dokonanych w ciągu ostatnich 25 lat było stwierdzenie, że w Układzie Słonecznym istnieją światy, gdzie pod powierzchnią skał i lodu kryje się ocean. Takimi obiektami są księżyce wielkich planet jak Europa, Tytan czy Enceladus. Teraz S. Alan Stern z Southwest Research Institute przedstawił hipotezę mówiącą, że takie światy z wewnętrznym ciekłym oceanem (IWOW) są powszechne we wszechświecie i znacząco zwiększają one liczbę miejsc, w których może istnieć życie. Dzięki nim może ono bowiem występować poza wąską ekosferą. Od dawna wiadomo, że planety takie jak Ziemia, z oceanami na powierzchni, muszą znajdować się w ekosferze swoich gwiazd, czyli w takiej odległości od nich, że gdzie temperatura pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. Jednak IWOW mogą istnieć poza ekosferą. Co więcej, obecne tam życie może być znacznie lepiej chronione niż życie na Ziemi. W światach taki jak nasz życie narażone jest na wiele zagrożeń, od uderzeń asteroidów przez niebezpieczne rozbłyski słoneczne po eksplozje pobliskich supernowych. Stern, który zaprezentował swoją hipotez podczas 52. dorocznej Lunar and Planetary Science Conference, zauważa, że światy z wewnętrznym ciekłym oceanem” zapewniają istniejącemu tam życiu lepszą stabilność środowiskową i są mniej narażone na zagrożenia ze strony własnej atmosfery, gwiazdy, układu planetarnego czy galaktyki niż światy takie jak Ziemia, z oceanem na zewnątrz. IWOW są bowiem chronione przez grubą, liczącą nawet dziesiątki kilometrów, warstwę lodu i skał. Uczony zauważa ponadto, że warstwa ta chroni potencjalnie obecne tam życie przed wykryciem jakąkolwiek dostępną nam techniką. Jeśli więc w takich światach istnieje życie i jeśli może w nich rozwinąć się inteligentne życie to – jak zauważa Stern – istnienie IWOW pozwala na poradzenie sobie z paradoksem Fermiego. Jego twórca, Enrico Fermi, zwrócił uwagę, że z jednej strony wszystko wskazuje na to, że wszechświat powinien być pełen życia, w tym życia inteligentnego, a my dotychczas nie mamy dowodu na jego istnienie. Ta sama warstwa, która tworzy w takich światach stabilne i bezpieczne środowisko jednocześnie uniemożliwia wykrycie tego życia, mówi Stern. « powrót do artykułu
-
Najnowszy raport na temat oceanów i lodu, przygotowany na zlecenie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), pokazuje, że oceany tracą zdolność absorbowania ciepła i pochłaniania dwutlenku węgla z atmosfery. Innymi słowy, w coraz mniejszym stopniu łagodzą one zmiany klimatu. Od początku lat 90. ubiegłego wieku tempo ogrzewania się oceanów zwiększyło się dwukrotnie, a oceaniczne fale ciepła stają się coraz częstsze i bardziej intensywne. To zmienia ekosystem oceanu i napędza coraz potężniejsze sztormy. Oceany stają się też coraz bardziej kwaśne, co zagraża i rafom koralowym i rybołówstwu. Oceany nie są w stanie nadążyć za rosnącą emisją gazów cieplarnianych, mówi Ko Barrett, wiceprzewodniczący IPCC i wicedyrektor US NOAA. Konsekwencje dla natury i człowieka będą olbrzymie, dodaje. Raport został przygotowany przez ponad 100 naukowców z 30 krajów. Przed dwoma dniami opublikowano jego 42-stronicowe podsumowanie. Autorzy raportu prognozują, że jeśli emisja gazów cieplarnianych nadal będzie rosła, to do roku 2100 poziom oceanów zwiększy się o 1,1 metra. To o 10 centymetrów więcej, niż przewidywano w raporcie z 2013 roku. Richard Alley, geolog z Pennsylvania State University mówi, że szacunki te i tak są bardzo ostrożne, gdyż naukowcy nie są w stanie powiedzieć, kiedy może dojść do załamania się lądolodów, szczególnie w zachodniej Antarktyce. Jeśli to się stanie, zmiany w poziomie oceanów będą znacznie szybsze niż przewiduje raport. Przyrost poziomu oceanów może być albo nieco niższy, albo nieco wyższy, albo znacznie wyższy. Na pewno zaś nie będzie znacząco niższy, mówi Alley. Zwiększony poziom oceanów to wyższe ryzyko powodzi w czasie sztormów, które będą coraz częstsze i coraz silniejsze. Do roku 2050 powodzie, które obecnie uznajemy za powodzie stulecia, będą w wielu miejscach na świecie miały miejsce co roku. Jednak to, jak poważne będą zmiany klimatu wciąż będzie zależało od nas. Do roku 2300 poziom oceanów może wzrosnąć od 0,6 do 5,4 metra. Wszystko będzie zależało od tego, jak szybko ludzkość będzie zmniejszała emisję gazów cieplarnianych. Poziom oceanów będzie rósł przez kolejne wieki. Pytanie brzmi: czy będziemy w stanie tym zarządzać, mówi klimatolog Michael Oppenheimer z Princeton University i koordynator prac nad rozdziałem dotyczącym wzrostu poziomu oceanów. We wstępnej wersji raportu znalazła się też informacja, że z powodu wzrostu poziomu oceanów miejsce zamieszkania będzie musiało zmienić 280 milionów ludzi. Z ostatecznej wersji analizy dane te usunięto, gdyż naukowcy uznali, że źle zinterpretowali jedne z badań. Odnośnie zaś pokrywy lodowej naukowcy stwierdzili, że od roku 1979 letni minimalny zasięg lodu w Arktyce zmniejsza się średnio o 13% co dekadę. To prawdopodobnie najszybsze tempo od co najmniej 1000 lat. Około 20% ziemi w Arktyce jest narażonej na gwałtowne rozmarznięcie, co doprowadzi do obniżenia poziomu gruntu. Do końca wieku obszar Arktyki pokryty niewielkimi jeziorami może zwiększyć się o 50%. Z kolei w górach na całym świecie do roku 2100 może dojść do utraty 80% małych lodowców. Zmiany klimatu mają wpływ na obieg wody od najwyższych partii gór po głębiny oceaniczne, co odbija się na ekosystemie. Bez znacznych redukcji emisji do roku 2100 ogólna masa zwierząt morskich może zmniejszyć się o 15%, a masa maksymalnego połowu ryb spadnie aż o 24%. Jak mówi ekolog rybołówstwa Kathy Mills z Gulf of Maine Research Institute w Portland, na północnym Atlantyku wieloryby przeniosły się bardziej na północ w poszukiwaniu chłodniejszych wód, a to zwiększa ryzyko, że zaplączą się w sieci do połowu homarów. Zmiany w oceanach oznaczają, że w przyszłości ludzkość czekają poważne problemy, mówi Jane Lubchenco z Oregon State University, była szefoa NOAA. « powrót do artykułu
-
Zmiany klimatyczne w znaczący sposób wpłyną na fitoplankton w oceanach, a z najnowszych badań przeprowadzonych na MIT dowiadujemy się, że w nadchodzących dekadach spowoduje to zmianę koloru wód oceanicznych. Zwiększy się nasycenie kolorów w obszarach niebieskich i zielonych. Zmiany będą tak duże, że będzie można obserwować je na zdjęciach satelitarnych, dzięki czemu satelity posłużą jako system wczesnego ostrzegania przed zachodzącymi na dużą skalę zmianami w ekosystemie morskim. Uczeni poinformowali na łamach Nature Communications, że stworzyli globalny model wzrostu i interakcji różnych gatunków fitoplanktonu spowodowanych zmianami w temperaturze. Specjaliści symulowali też sposób, w jaki fitoplankton pochłania i odbija światło oraz jak w związku z tym zmieni się kolor wód oceanicznych. Przeprowadzona symulacja, która obejmuje okres do końca bieżącego wieku, wykazała, że do roku 2100 ponad 50% powierzchni oceanu będzie miało inny kolor niż obecnie. Obszary, które są obecnie błękitne, jak np. regiony subtropikalne, staną się jeszcze bardziej błękitne, co oznacza, że będą miały jeszcze mniej fitoplanktonu, a więc i jeszcze mniej życia, niż obecnie. Należy spodziewać się, że obszary zielone, na przykład wody polarne, staną się jeszcze bardziej zielone. Rosnące temperatury spowodują, że będzie tam więcej fitoplanktonu i stanie się on bardziej zróżnicowany. Na pierwszy rzut oka zmiany nie będą duże. Ocean nadal będzie wyglądał podobnie jak obecnie. Będzie błękitny w obszarach subtropikalnych i zielony w tropikalnych oraz na biegunach. Podstawowy wzorzec zostanie zachowany. Jednak różnice będą na tyle duże, że wpłyną one na cały łańcuch pokarmowy, który jest uzależniony od fitoplanktonu, mówi główna autorka badań Stephanie Dutkiewicz. Kolor oceanu zależy od tego, w jaki sposób światło słoneczne wchodzi w interakcje z wodą. Molekuły wody absorbują niemal całe światło, z wyjątkiem błękitu, który jest odbijany. Zatem im mniej życia w danym obszarze oceanu, tym bardziej jest on błękitny. Jeśli zaś w wodzie znajdują się organizmy żywe, mogą one absorbować i odbijać fale światła o innych długościach. Na przykład fitoplankton, który zawiera chlorofil, absorbuje głównie światło niebieskie. Tak więc wody oceaniczne bogate w fitoplankton mają kolor zielony, gdyż ten zakres fal jest odbijany. Od końca lat 90. satelity prowadzą ciągły monitoring koloru wód oceanów. Uzyskane dane służą do oceny rozprzestrzenienia fitoplanktonu. Dutkiewicz zastrzega, że zmiany w rozkładzie fitoplanktonu nie muszą być spowodowane wyłącznie globalnym ociepleniem. Obserwowane są też naturalne zmiany związane z wzorcami pogodowymi. Na przykład podczas zjawisk El Niño i La Niña dochodzi do dużych zmian w fitoplanktonie powodowanych zmianami w ilości składników odżywczych w oceanach. Z powodu tych dużych, naturalnych zmian, które mają miejsce co kilka lat, trudno jest jednoznacznie stwierdzić, patrząc na sam chlorofil, za które zmiany odpowiada globalne ocieplenie, mówi uczona. Dlatego też uczeni z MIT stworzyli nową technikę, za pomocą której badali nie tylko światło odbite od powierzchni oceanów, ale cały bilans świetlny, sprawdzając, jakie długości fal zostały odbite, a jakie pochłonięte w zależności od rodzaju organizmów żyjących w oceanie. Światło słoneczne dociera do oceanu i jest absorbowane przez wszystko, co jest w wodzie. Różne organizmy w różny sposób je rozpraszają, odbijają i pochłaniają. To bardzo złożony proces, mówi Dutkiewicz. Gdy nowy model porównano z dotychczas zebranymi danymi okazało się, że trafnie potrafi przewidzieć on rozwój sytuacji. Uczeni przeprowadzili więc symulacje, zakładające, że do roku 2100 średnia globalna temperatura wzrośnie o 3 stopnie Celsjusza. Chlorofil się zmienia. Jednak nie można tego zobaczyć ze względu na jego dużą naturalną zmienność. Jednak widoczny jest znacząca, powiązana z ocieplaniem klimatu, zmiana w niektórych zakresach fal światła. Możemy ją śledzić na danych satelitarnych, dodaje uczona. Do końca XXI wieku na 50% oceanów dojdzie do zauważalnej zmiany koloru. To będzie potencjalnie olbrzymia zmiana. Różne typy fitoplanktonu w różny sposób absorbują światło, a jeśli wskutek zmiany klimatu jeden typ fitoplanktonu zostanie zastąpiony innym, to zmieni się cały łańcuch pokarmowy, dodaje. « powrót do artykułu
-
Oceany wchłaniają więcej energii, niż sądziliśmy
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Przez ostatnie ćwierć wieku każdego roku światowe oceany pochłaniały 150-krotnie więcej energii niż ludzkość produkuje w formie energii elektrycznej. Badania przeprowadzone przez naukowców z Princeton University i Scripps Institution of Oceanography na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego wskazują, że oceany bardzo mocno się ogrzały, to zaś sugeruje, że Ziemia jest bardziej wrażliwa na emisję gazów cieplarnianych niż dotychczas sądzono. Na łamach Nature czytamy, że w latach 1991–2016 oceany wchłaniały każdego roku 13 zettadżuli (1021) energii. Jak mówi profesor Laure Resplandy, to o ponad 60% więcej niż szacunki przeprowadzone w 2014 roku przez IPCC. Wyobraźmy sobie, że oceany mają głębokość jedynie 10 metrów. W takiej sytuacji od 1991 roku ogrzewałyby się w każdej dekadzie o 6,5 stopnia Celsjusza. Tymczasem wedle szacunków IPCC byłoby to 4 stopnie Celsjusza co dekadę, wyjaśnia Resplandy. Oceany pochłaniają około 90% nadmiarowej energii pojawiającej się na Ziemi, zatem jeśli chcemy dokładnie szacować ich przyszłe tempo ogrzewania się, musimy jak najdokładniej znać ilość energii, którą pochłaniają. Uzyskane tutaj wyniki zwiększają dokładność naszych przewidywań dotyczących ogrzewania się oceanów, a tym samym pomagają zmniejszyć stopień niepewności modeli klimatycznych, mówi geofizyk i współautor badań Ralph Keeling. Lepsze modele klimatyczne pozwalają zaś na lepszą ocenę wpływu różnych źródeł emisji gazów cieplarnianych na klimat i umożliwiają opracowanie lepszej strategii walki ze zmianami klimatycznymi. Najnowsze wyliczenie pokazują też, że jeśli chcemy utrzymać globalne ocieplenie na poziomie poniżej 2 stopni Celsjusza w porównaniu z epoką preindustrialną, to musimy zredukować emisję o 25% bardziej niż dotychczas sądzono. Najnowsze badania to wynik zastosowania nowej techniki, niezależnej od dotychczas stosowanych. Dotychczas bowiem wykorzystywano dane z milionów punktów, w których mierzono temperaturę wód i na tej podstawie oceniano całkowitą ilość ciepła wchłoniętą przez oceany. Wykorzystuje się przy tym Argo, sieć automatycznych czujników umieszczonych w oceanach. Działa ona jednak dopiero od 2007 roku i mierzy tylko górną warstwę oceanu. Resplandy i jej zespół wykorzystali precyzyjne pomiary tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu, co pozwala na ocenę ilości ciepła przechowywanych w oceanach. Łączną ilość tych gazów naukowcy nazwali „potencjalnym tlenem atmosferycznym” (APO). Metoda wykorzystuje fakt, że zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla słabiej rozpuszczają się w cieplejszych wodach. W miarę ogrzewania się oceanów gazy te są z nich uwalniane, więc rośnie ich koncentracja w powietrzu nad oceanami. Na poziom APO wpływ ma również spalanie paliw kopalnych oraz proces, w wyniku którego oceany pochłaniają nadmiarowy dwutlenek węgla. Porównując mierzalne zmiany w poziomie APO ze zmianami, jakich należałoby się spodziewać ze spalania paliw kopalnych i wchłaniania CO2 przez oceany, naukowcy są w stanie precyzyjnie obliczyć, ile APO wydostało się z oceanów. Ilość ta jest wprost zależna od zawartości energii w oceanach. « powrót do artykułu -
Dziewicze obszary oceaniczne szybko się kurczą
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Zdaniem międzynarodowego zespołu naukowego, na którego czele stali specjaliści z University of Queensland, jedynie 13% światowych oceanów można określić mianem „dziewicze”. Fragmenty oceanu, które można wciąż uznać za dziewicze, wciąż się kurczą z powodu działalności człowieka. Rybołówstwo i handel morski coraz bardziej się rozprzestrzeniają, a materiał spływający z lądów zmniejsza różnorodność obszarów przybrzeżnych, mówi Kendall Jones. Udoskonalenie technologii morskich oznacza, że w najbliższej przyszłości zagrożone zostaną nawet najbardziej niedostępne regiony światowego oceanu, w tym miejsca, które jeszcze niedawno były chronione przez pokrywy lodowe, a teraz globalne ocieplenie spowodowało, że można się do nich dostać, dodaje uczony. Naukowcy przeprowadzili badania, których celem było zidentyfikowanie pozostałych dziewiczych regionów oceanów. Pod uwagę wzięli 19 czynników opisujących wpływ człowieka na przyrodę, takich jak np. handel morski, nadmierne spływanie osadów lądu czy niektóre rodzaje rybołówstwa. Okazało się, że u wybrzeży pozostało bardzo niewiele dziewiczych obszarów i habitatów takich jak rafy koralowe. Najwięcej nietkniętych przez człowieka regionów znajduje się w Arktyce i Antarktyce oraz w tak odległych miejscach jak Polinezja Francuska. Profesor James Watson wzywa do ochrony ostatnich dziewiczych terenów oceanicznych. Regiony te to dom na niezwykłej różnorodności życia, mieszka tam olbrzymia liczba gatunków charakteryzujących się dużą różnorodnością genetyczną, co zapewnia im odporność na takie zagrożenia jak globalne ocieplenie. Wiemy, że obszary te zanikają w błyskawicznym tempie. Ich ochrona zależy od wielostronnych umów międzypaństwowych, stwierdza uczony. « powrót do artykułu -
Cztery autonomiczne roboty pobiły rekord świata w pływaniu. Urządzenia przebyły po Oceanie Spokojnym niemal 6000 kilometrów. Docelowo ich podróż będzie miała długość 16 668 km. Urządzenia PacX Wave Gliders są dziełem amerykańskiej firmy Liquid Robotics, a ich zadaniem jest dostarczenie informacji na temat składu i jakości wody morskiej. Mają dotrzeć tam, gdzie wcześniej nie wykonywano badań i zebrać informacje na temat kwasowości wody i populacji ryb. Roboty rozpoczęły podróż 17 listopada 2011 roku w porcie klubu jachtowego St Francis w San Francisco. Po czterech miesiącach zakończył się pierwszy etap ich podróży - dotarły do Hawajów. Każdy robot składa się z dwóch części. Na powierzchni widać coś, co przypomina deskę surfingową. Jest ona połączona kablem z zanurzonymi w wodzie urządzeniami i jednostką napędową. Roboty korzystają z energii słonecznej oraz ruchu fal, które zapewniają im napęd oraz energię dla czujników mierzących co 10 minut zasolenie wody, jej temperaturę, poziom tlenu, warunki pogodowe oraz fluroscencję. Po krótkiej przerwie na Hawajach roboty zostaną rozdzielone. Dwa popłyną do Japonii, a dwa do Australii. Ich misja ma zakończyć się na przełomie 2012 i 2013 roku.
-
Zwierzęta przybierają na ogół jakieś barwy, by odstraszyć drapieżniki albo się przed nimi ukryć. Okazuje się, że niesymbiotyczne bakterie oceaniczne zachowują się dokładnie na odwrót - świecą, by zwrócić na siebie uwagę, bo zjedzenie stanowi gwarancję rozprzestrzenienia i opanowania nowych okolic. Margarita Zarubin, studentka z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, która wcześniej uczyła się w Oldenburgu, badała bioluminescencyjne bakterie Photobacterium leiognathi. Hipoteza, że mikroby świecą, by zostać upolowane, pojawiła się ponad 30 lat temu, ale bazowała głównie na częstym występowaniu luminescencyjnych bakterii w przewodzie pokarmowym ryb. Nie przeprowadzono eksperymentów, które mogłyby to potwierdzić. Chcąc sprawdzić, "co w morskiej trawie piszczy", izraelski zespół umieścił na jednym końcu akwarium torebkę ze zwykłymi P. leiognathi, a na drugim z bakteriami zmodyfikowanymi genetycznie w taki sposób, by nie mogły świecić. W zbiorniku znajdowały się m.in. artemia (Artemia). Okazało się, że skorupiaki i inne organizmy gromadziły się wokół świecącego woreczka, a koło ciemnego nie. W kolejnym etapie badań biolodzy pozwolili wszystkim pływać swobodnie. Po paru godzinach odwłoki przedstawicieli zooplanktonu zaczęły świecić. Później świecące artemia zmieszano z osobnikami, które nie jadły P. leiognathi i umieszczono w kanale wodnym z polującymi na nie rybami Apogon annularis. By na filmie było dokładnie widać przebieg zdarzeń, wykorzystano podświetlenie podczerwienią. Okazało się, że nocne ryby polowały wyłącznie na skorupiaki ze świecącymi odwłokami. Po zbadaniu odchodów A. annularis szybko stało się jasne, że bakterie przeszły przez ich przewód pokarmowy bez najmniejszego uszczerbku. Wykorzystując skorupiaki i ryby, luminescencyjne bakterie nie tylko przemieszczały się po oceanie, ale i pożywiły się przy okazji tym, co znajdowało się w jelitach przewoźnika. To wysoce korzystne przede wszystkim dla bakterii z ubogich w pokarm głębin.
-
Ludzie coraz mocniej wpływają na ostatnie dziewicze ekosystemy na naszej planecie - te, położone głęboko pod powierzchnią oceanów. Nasza wiedza o nich jest bardzo ograniczona, jednak wszelkie dostępne dane wskazują na olbrzymią bioróżnorodność. Oceany zajmują 71% powierzchni Ziemi, a ponad połowa ich obszarów sięga na głębokość ponad 3000 metrów. Niekorzystny wpływ, jaki wywieramy już teraz na nierozpoznane ekosystemy i zasoby niesie ze sobą znaczne ryzyko ich utraty. Takie wnioski przedstawiło ponad 20 ekspertów specjalizujących się w głębokich pokładach oceanów zaangażowanych przy projekcie SYNDEEP (Towards a First Global Synthesis of Biodiversity, Biogeography, and Ecosystem Function in the Deep See) w ramach Census of Marine Life. Wpływ człowieka podzielono tutaj na trzy kategorie: zaśmiecanie, eksploatacja zasobów oraz zmiany klimatyczne. Naukowcy starali się określić, które habitaty są narażone na największe niebezpieczeństwo w krótkim i średnim terminie. W przeszłości najpoważniejszym problemem zagrażającym głębokim wodom oceanicznym było wyrzucanie śmieci. W 1972 roku zakazano tej praktyki, jednak ciągle załogi statków nielegalnie pozbywają się odpadów wrzucając je do wody. Ponadto wiele nieczystości trafia do oceanów z rzek i wybrzeży. Jakby jeszcze tego było mało, wciąż są szkodliwe nawet te zanieczyszczenia, które zostały wyrzucone przed rokiem 1972. Na dnie oceanów gromadzą się np. plastiki, które z czasem rozkładają się do miniaturowych cząstek zwanych łzami syren. Te małe kawałki mogą być wchłaniane przez morskie organizmy. Ich wpływ wciąż nie jest znany, ale prawdopodobnie ma on duże znaczenie. Coraz więcej jest również dowodów na akumulowanie się w organizmach morskich, w tym i zwierzętach ważnych z ekonomicznego punktu widzenia, zanieczyszczeń chemicznych takich jak ołów, rtęć, dioksyny czy PCB. Obecnie największym zagrożeniem stało się sięganie człowieka po coraz głębiej położone zasoby oceaniczne. W związku z kurczeniem się bogactw naturalnych na lądzie i w płytkich wodach szuka się coraz głębiej minerałów, łowi ryby i inne zwierzęta z coraz większych głębokości. Natomiast w przyszłości, zdaniem specjalistów, największym zagrożeniem będzie ocieplania się klimatu i zwiększanie zakwaszenia wód oraz wzrost ich temperatury. Połączenie eksploatacji oceanów przez człowieka i zmiany klimatyczne mogą okazać się szczególnie groźne dla oceanicznej fauny. W najbliższym czasie najbardziej zagrożone będą zimnowodne korale, podmorskie łańcuchy górskie czy kominy hydrotermalne. To okolice, w których najpewniej w pierwszej kolejności skupi się działalność człowieka. Mimo wysiłków, zmierzających do określenia warunków bezpiecznej eksploatacji zasobów oceanicznych, należy liczyć się z olbrzymim ryzykiem, gdyż niewiele wiemy o samych ekosystemach jak i o naszym wpływie na nie. Głębokie obszary oceanów zajmują 326 milionów kilometrów kwadratowych. Z całej tej olbrzymiej powierzchni dokładnie pod kątem występujących tam organizmów żywych przebadano zaledwie kilka hektarów. Można zatem z całą pewnością stwierdzić, że gdy ludzie przystąpią do eksploatacji zasobów oceanicznych będą działali w całkowicie nierozpoznanych środowiskach, co niesie ze sobą olbrzymie ryzyko zniszczenia unikatowych ekosystemów i utraty potencjalnych korzyści, jakie mogą one przynieść ludzkości.
-
Młode maskonury zwyczajne (Fratercula arctica) samodzielnie rozpoznają trasy migracji, zamiast polegać na odziedziczonym programie genetycznym lub uczeniu od rodziców. Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego i Microsoft Research Cambridge posłużyli się geolokalizatorem, dzięki któremu mogli śledzić migracje 18 oznakowanych ptaków (8 z nich śledzono przez 2 kolejne lata). Okazało się, że ptaki poruszały wzdłuż wielu różnych tras, co sugeruje, że ruchy nie były zdeterminowane genetycznie. Z drugiej jednak strony wędrówki nie były do końca losowe, ponieważ ten sam ptak każdego roku podążał podobną trasą. Jako że młode maskonury opuszczają kolonię nocą, same i na długo przed rodzicami, mało prawdopodobne, by mogły się uczyć od kogoś. Sądzimy, że prawdopodobnie młode maskonury, zanim zaczną się rozmnażać, badają zasoby oceanu i opracowują swoje własne, czasem bardzo różne od innych, trasy migracji. Tendencja do eksplorowania może im pozwalać na obmyślenie trasy wykorzystującej wszystkie najlepsze źródła pożywienia w danym rejonie […] – wyjaśnia prof. Tim Guilford. Brytyjczycy podejrzewają, że podejście zwiadowcze w odniesieniu do dróg migracji występuje u wielu ptaków, zwłaszcza morskich, które podczas wędrówki nad wodą mogą się zatrzymać na odpoczynek i jedzenie w dowolnym miejscu. W ich przypadku warto wcześniej sprawdzić, gdzie warto się zjawić.
-
Równowaga oceanów zagrożona przez rybołówstwo
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Do roku 2050 z oceanów mogą zniknąć wielkie ryby. Tak uważa Villy Christensen z Centrum Rybołówstwa University of British Columbia. Wielkim drapieżnikom - rekinom, tuńczykom i dorszom - grozi zagłada z powodu nadmiernych połowów. Już teraz zmniejszenie ich liczebności doprowadziło do dwukrotnego zwiększenia populacji małych, żywiących się planktonem gatunków, takich jak sardynki, sardele i kapelany. Tam, gdzie znikają drapieżniki, liczba ich dotychczasowych ofiar szybko rośnie, zagrażając równowadze całego ekosystemu. Gatunki te stają się podatne na choroby i pojawiające się naprzemiennie cykle przyrostów i spadków liczebności. Cykle takie powodują, że gdy ryby masowo wymierają, dochodzi do rozkwitu alg i pojawienia się bakterii zużywających olbrzymie ilości tlenu. To z kolei powoduje pojawianie się kolejnych martwych stref w oceanie. Christensen uważa, że należy namawiać ludzi na rezygnację z jedzenia dużych ryb drapieżnych na rzecz spożywania mało obecnie popularnych sardynek czy śledzi. Badania, zaprezentowane na dorocznym spotkaniu American Association for the Advancement of Science przeprowadzono na podstawie analizy ponad 68 000 zestawów danych dotyczących stanu ponad 200 ekosystemów morskich z lat 1880-2007. -
Naukowców od dawna intryguje pochodzenie ziemskich oceanów. Wiadomo bowiem, że po uformowaniu się naszej planety panowały na niej bardzo wysokie temperatury, wskutek których istniejąca woda natychmiast by odparowała. Co prawda mówi się o możliwości przyniesienia wody przez komety i asteroidy, jednak tutaj rodzi się kolejny problem. Otóż w kometach znajdujemy znacznie więcej deutery niż w ziemskich oceanach, a asteroidy, bombardujące Ziemię tak często, by stworzyć oceany, powinny przynieść ze sobą też olbrzymie ilości rzadkich metali. A tych nie znajdujemy aż tak dużo. Rozwiązaniem zagadki postanowiła zająć się profesor Nora de Leeuw z University College London, która wraz ze swoim zespołem twierdzi, że woda była obecna na Ziemi od samego początku jej istnienia. Naukowcy stworzyli komputerowy model kosmicznego pyłu składającego się z oliwinów, powszechnie znajdowanych w Układzie Słonecznym i w mgławicach wokół innych gwiazd. Symulowali, co działoby się molekułami wody przyczepionymi do takiego pyłu. Badania wykazały, że oddzielenie molekuł wody od oliwinów wymaga olbrzymich ilości energii. Tak dużych, iż pył oliwinowy jest w stanie utrzymać wodę nawet w temperaturze 630 stopni Celsjusza. To wystarczyłoby, żeby woda mogła przetrwać proces formowania się Ziemi. Część wody na Ziemi prawdopodobnie pochodzi z tego źródła i całkiem możliwe, że jest to jej większość - mówi współautor badań, Michael Drake z University of Arizona. W miarę formowania się planety ciśnienie i temperatury mogły doprowadzić do oderwania molekuł wody od oliwinów i uformowania oceanów.
-
Ptaki żerujące w okolicach wybrzeża oceanu przenoszą metale ciężkie, np. rtęć i ołów, do ekosystemów arktycznych. Ptaki żywiące się różnymi pokarmami będą przekaźnikami odmiennych koktajli zanieczyszczeń metalicznych, które zostaną zawleczone z oceanu z powrotem do ekosystemów lądowych. Nie da się ukryć, że może to wpłynąć na pozostałe bytujące tu organizmy – opowiada Neal Michelutti z Queen's University. Biolodzy zbierali próbki osadów z dwóch sadzawek zlokalizowanych na małej wyspie w arktycznej części Kanady. Gniazdują tu dwa gatunki ptaków morskich: żywiące się głównie rybami rybitwy popielate (Sterna paradisaea) i gustujące przede wszystkim w mięczakach kaczki edredonowe (Somateria mollissima). Naukowcy badali osady pod kątem obecności metali i innych wskaźników aktywności ptaków. Odkryli znaczne różnice między próbkami, które można było przypisać diecie zwierząt. Tam, gdzie mieszkały rybitwy, występowały większe stężenia rtęci i kadmu, podczas gdy w okolicach zajętych przez edredony dominowały takie pierwiastki, jak ołów, mangan i glin. Wzorce zawartości metali w osadach odpowiadały profilom ustalonym w badaniu ptasich tkanek. Prof. John Smol uważa, że odkrycia te da się odnieść do innych lokalizacji. Wysoka Arktyka jest jednak doskonałym naturalnym laboratorium do prowadzenia takich badań, ponieważ brak tu miejscowego przemysłu. Obecność ptaków morskich na każdym kontynencie sugeruje, że podobne procesy działają wzdłuż linii brzegowych na całym świecie. [...] Obszary zwiększonego poziomu metali i innych zanieczyszczeń pojawiają się tam, gdzie aktywność biologiczna jest największa. Jules Blais z Uniwersytetu w Ottawie zaznacza, że nie wolno obwiniać ptaków o zanieczyszczenie sadzawek. One po prostu podtrzymują swoje naturalne zachowania i cykle życiowe i nieświadomie stają się nośnikiem zanieczyszczeń w coraz bardziej zindustrializowanym świecie.
-
W Zatoce Bengalskiej jeszcze niedawno znajdowała się niewielka wyspa – terytorium sporne między Indiami a Bangladeszem. Znajdowała się, ponieważ globalne ocieplenie rozwiązało to, czego nie osiągnięto w wyniku mniej lub bardziej dyplomatycznych międzynarodowych dysput. Jak pokazują najnowsze zdjęcia satelitarne, skrawek lądu skrył się bowiem całkowicie w odmętach. Wyspa pojawiła się na wodach zatoki w 1970 r. po przejściu cyklonu Bhola. Leżała 2 km od ujścia rzeki Hariabhanga. Rząd Indii ochrzcił ją mianem New Moore, podczas gdy Banglijczycy woleli własną nazwę South Talpatti. Profesor Sugata Hazra ze Szkoły Studiów Oceanograficznych Jadavpur University w Kalkucie sądzi, że podobny los spotka także 10 innych wysp w regionie Sundarbanów – największych na świecie lasów namorzynowych, położonych na granicy Bangaldeszu i Bengalu Zachodniego. One także znikną pod wodą, gdy podniesie się poziom oceanu. Najwyższy punkt wyspy, której powierzchnia zwiększała się stopniowo od 2,5 do 10 tys. m2, nigdy nie został wyniesiony wyżej niż na 2 metry powyżej lustra wody. Nikt tu na stałe nie mieszkał. Pojawiły się co prawda indyjskie statki wojenne i kontyngent straży granicznej Border Security Force (BSF), ale na pewno nie można tego było uznać za rozstrzygnięcie zatargu. Hazra utrzymuje, że poziom wód w tej części Zatoki Bengalskiej rósł w ubiegłej dekadzie o wiele szybciej niż w ciągu 15 wcześniejszych lat. O ile do 2000 r. było to ok. 3 mm rocznie, to do 2010 r. w kolejnych latach przybywało już po 5 mm. W 1996 r. zatonęła Lohachara, co zmusiło jej mieszkańców do przeniesienia się na stały ląd. Obecnie została zatopiona mniej więcej połowa Ghoramary. New Moore vel South Talpatti już nie ma, ale rząd Indii nadal podnosi kwestię ustalenia granicy morskiej między skłóconymi krajami.
-
Mieszanie wód oceanów, czyli przepływ mas między równikiem a biegunami oraz w pionie między różnymi warstwami, to sposób na podtrzymanie bioróżnorodności i klimatu naszej planety. Potwierdza się też, że ruch zwierząt – nie tylko tych dużych, ale również ławic małych ryb - wspomaga ten proces. Autorem teorii, że mieszkańcy mórz i oceanów mogą się w jakiś sposób przyczyniać do istnienia prądów, jest Karol Darwin, wnuk słynnego ewolucjonisty. Przedstawił ją w latach 50. ubiegłego wieku. Nie potraktowano jej jednak na poważnie, gdyż już w latach 60. naukowcy wykazali podczas eksperymentów, że turbulencje tworzone podczas pływania przez różne istoty, np. plankton czy ryby, szybko zanikają w gęstej, lepkiej wodzie. Najnowsze badania obalają wnioski sprzed 40 lat. Kakani Katija i Joan Dabiri z California Institute of Technology opracowali bazujący na laserze system pomiaru ruchu cieczy. Potem zaczajali się w wodach Pacyfiku na meduzy. Gdy się pojawiały, wypuszczali w ich kierunku strumień barwnika. Dzięki temu zaobserwowali (i utrwalili na wideo), że zwierzę poruszające się w pionie – od chłodnych głębin po ogrzane słońcem płytsze warstwy – pociągało za sobą znaczne ilości zimnej wody. Na tej podstawie Katija i Dabiri stwierdzili, że eksperymentatorzy z lat 60. musieli patrzeć nie na to, co trzeba, skoro tego nie dostrzegli. Zamiast na ruchach w pionie skupili się na falach i wirach. Jak można się domyślić, na ilość mieszającej się wody wpływają rozmiary i kształty zwierzęcia oraz trasy migracji danego gatunku (zmianie ulega bowiem nie tylko jej temperatura, ale i zasolenie, czyli ciężar).
-
Storrs Olson, zoolog z Smithsonian Institutes oraz geolog Paul Hearty z Bald Head Island Conservancy, znaleźli dowody na to, że w średnim plejstocenie poziom oceanów był aż o 21 metrów wyższy niż obecnie. Hearty już ponad 10 lat temu przedstawiał wstępne dowody na istnienie tak olbrzymiej różnicy w poziomie mórz obecnie i przed 400 000 lat. Wówczas jednak były one zbyt słabe, by kogokolwiek przekonać. Teraz w skałach wapiennych na Bermudach znaleziono osady i skamieniałości, które dowodzą, iż poziom wód znacznie różnił się od obecnego. Natura osadów wskazuje, że doszło do znacznego i dość szybkiego podniesienia się poziomu wód. Miało to związek z roztopieniem się czap lodowych na biegunach. Tak duże zmiany miały katastrofalne następstwa dla zwierząt żyjących na wybrzeżach. Wiadomo na przykład, że spowodowały one wyginięcie albatrosów na północnym Atlantyku, dlatego zwierzęta te obecnie pojawiają się w tym rejonie sporadycznie. Olson i Hearty mówią, że zrozumienie zmian, jakie wówczas zaszły, jest bardzo istotne, gdyż ówczesny okres między zlodowaceniami przypomina ten, w którym obecnie żyjemy. Jeśli na przykład poziom oceanów podniósłby się teraz o 21 metrów, to pod wodą zniknęłaby niemal cała Floryda.
-
W 1953 roku Stanley Miller z Uniwersytetu w Chicago przeprowadził sławetne doświadczenie: odtworzył scenariusz, według którego na Ziemi mogło powstać życie. W jednym naczyniu miał wodę (ocean), w drugim mieszaninę gazów (atmosfera), a po połączeniu zaczął przez nie przepuszczać prąd – odpowiednik błyskawic. Po kilku dniach udało mu się uzyskać aminokwasy. Teraz jeden z jego studentów, Jeff Bada, twierdzi, że ważną rolę w tym procesie odegrały erupcje wulkanów. Podgrzewały bulion pierwotny i stanowiły ważne źródło gazów. Bada pracuje obecnie jako biolog morski na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. Ostatnio przeanalizował skład 11 oryginalnych próbek z eksperymentu swojego mistrza. Chciał sprawdzić, czy za pomocą współczesnego wyposażenia da się wykryć związki wytworzone ponad 50 lat temu. Powszechnie uznaje się, że powierzchnia młodej Ziemi składała się z niewielkich wysepek wulkanicznych. Najnowsze studium Bady wskazuje, że wyładowania atmosferyczne i wulkany łącznie stanowiły zapłon dla procesu tworzenia się życia. Wierzymy, że z oryginalnego eksperymentu Millera można było wyciągnąć więcej wniosków. Odkryliśmy, że za pomocą współczesnej wersji aparatu wulkanicznego można uzyskać dużo większy wachlarz związków. Aparaturę Millera i jego próbki odkryto po śmierci naukowca w 2007 roku. Bada i jego współpracownicy, m.in. Adam Johnson z Indiana University, posłużyli się nimi. Wyodrębnili 22 aminokwasy; 10 z nich Miller uprzednio nie zidentyfikował.
-
Od wieków marynarze opowiadali o pojawiających się znikąd olbrzymich falach, które z łatwością zatapiały nawet największe statki. Do niedawna opowieści te uważano za fantazje, jednak w roku 1995 na platformie wiertniczej na Morzu Północnym zauważono taką właśnie falę. Okazało się zatem, że te tzw. fale wyjątkowe istnieją. Od tamtego czasu prowadzone są ich badania. Wiadomo, że fale te mogą mieć nawet 30 metrów wysokości. Dotychczas naukowcy nie byli pewni, co powoduje ich powstawanie. Profesor fizyki Peter McClintock z University of Lancaster, który specjalizuje się fizyce niskich temperatur oraz oddziaływaniach nieliniowych, przeprowadził eksperymenty, podczas których wytworzył fale wyjątkowe. Oczywiście testy przeprowadzono w laboratorium na niezwykle małą skalę. Wykorzystanie ciekłego helu pozwoliło potwierdzić teorię, że fala wyjątkowa powstaje wskutek niezwykle rzadkiego zjawiska zsumowania się mniejszych fal. Zwykle zachodzi proces odwrotny - duże fale słabną, rozbijają się na mniejsze i zanikają. W przypadku fal wyjątkowych jest inaczej. Badania McClintocka przynoszą też kolejną ważną informację - okazuje się, że fale wyjątkowe nie potrzebują do powstania setek kilometrów otwartych wód. Naukowiec uzyskał swoje fale, jak sam mówi, "zadziwiająco szybko". Teraz profesor McClintock chce się dowiedzieć, jakie siły powodują powstawanie fal wyjątkowych. Czy jest to np. wiatr czy oddziaływanie księżyca. Jego badania mogą mieć bardzo praktyczne zastosowanie. Jeśli nauczymy się tworzyć fale wyjątkowe lub kontrolować ich powstawanie, może to ocalić statki pływające po oceanach. Może też posłużyć do niszczenia statków przeciwnika. A, jak zauważa brytyjski uczony, być może w dalekiej przyszłości fale wyjątkowe zostaną wykorzystane do pozyskiwania energii. Jest to jednak, jak sam przyznaje, bardzo daleko idąca spekulacja. Szczegółowy opis badań McClintocka ukaże się w najbliższym numerze Physical Review Letters.
-
Nowe badania wykazują, że gwałtownie rośnie liczba martwych stref w światowych morzach i oceanach. Spływające do nich nawozy sztuczne oraz wykorzystywanie paliw kopalnych przyczyniają się do występowania anoksji, czyli niedoboru tlenu w niżej położonych wodach, które są kluczowe dla stanu środowiska morskiego. To z kolei powoduje olbrzymie straty w gospodarce. Gdy w roku 1976 doszło do anoksji na obszarze 1000 kilometrów kwadratowych u wybrzeży stanów Nowy Jork i New Jersey, straty w rybołówstwie i turystyce oszacowano na ponad 500 milionów dolarów. Obecnie w zatoce Chesapeake każdego roku traconych jest niemal 83 000 ton ryb i innych zwierząt morskich, które można by komercyjnie wykorzystać. W Zatoce Meksykańskiej straty to 235 000 ton rocznie. Jeszcze w latach 60. ubiegłego wieku w morzach i oceanach istniało 49 miejsc martwych z powodu anoksji. Obecnie jest ich już 405. Co gorsza, te martwe strefy rzadko wracają to życia. Takim pozytywnym wyjątkiem było Morze Czarne, które odrodziło się po upadku Związku Radzieckiego i związaną z tym redukcją zanieczyszczeń trafiających do jego wód. Gdy do wód trafiają nawozy sztuczne, przyczyniają się one do olbrzymiego rozrostu alg, które w końcu giną i opadają na dno. Tam stają się pożywieniem dla mikroorganizmów zużywających tlen. Zaczyna go brakować rybom i innym morskim stworzeniom, które masowo giną. W pozbawionym tlenu środowisku rozmnażają się bakterie beztlenowe, produkujące silnie trujący siarkowodór. Głównym winowajcą rozrostu alg jest azot obecny w nawozach sztucznych. Trafia on do oceanów również z paliw kopalnych. Gdy je spalamy, do atmosfery emitowane są tlenki azotu, które później, wraz z deszczem, trafiają do mórz i oceanów. Nadzieją na powstrzymanie tworzenia się kolejnych martwych stref jest przejście transportu na paliwa alternatywne. Wciąż jednak nie wiadomo, jak poradzić sobie z azotem w nawozach sztucznych. Naukowcy szukają sposobu na to, by po użyciu nawozu azot pozostał w glebie, a nie spływał do wody. Jednym z rozwiązań jest propozycja firmy Arcadia Biosciences, która oferuje rośliny z bardziej aktywnym niż zwykle genem odpowiedzialnym z absorpcję azotu z gleby. Dzięki temu, jak zapewnia Arcadia, identyczne plony można uzyskać używając o połowę mniej nawozów. Nad podobnymi technikami pracują tacy giganci jak Monsanto Company i Pioneer Hi-Bred International. Ich rośliny nie trafią jednak na rynek wcześniej niż w roku 2012. Eric Rey, szef Arcadia Biosciences, ma nadzieję, że nowe rośliny szybko zdobędą sobie uznanie amerykańskich farmerów i około roku 2018 będziemy świadkami gwałtownego zmniejszenia ilości wykorzystywanych nawozów sztucznych. Nawet jednak to może nie rozwiązać problemów martwych stref, bowiem już w tych istniejących przez długi czas będą powstawały związki azotu. Drugim z czynników, dla których martwe strefy rzadką odżywają, jest fakt, iż warstwy chłodnej, niżej położnej i ubogiej w tlen wody nie mieszają się z wyżej położonymi warstwami rzek. Potrzebne są silne wiatry, takie jak np. huragan Katrina, by uległy one zmieszaniu i by w martwej strefie, przynajmniej czasowo, zakwitło życie. Tak więc aby liczba martwych stref w morzach i oceanach nie rosła i by nie rosły związane z tym straty ekonomiczne, konieczna jest rewolucja w transporcie, rolnictwie i "wsparcie" ze strony huraganów.
-
Z kalifornijskiej bazy lotniczej Vandenberg Air Force Base wystrzelono satelitę Jason-2, który dostarczy nam najbardziej szczegółowych informacji na temat zmian w światowych oceanach. Dokładność dokonywanych przez niego pomiarów jest zadziwiająca. Jason-2 pomyli się bowiem nie więcej niż o 4 centymetry. Będzie on badał nie tylko zmiany poziomu wód, ale również poinformuje nas, w jaki sposób wielkie masy wody opływają kulę ziemską. Co 10 dni satelita będzie tworzył dokładną mapę 95% ziemskich wód oceanicznych. Zwykle postrzegamy oceany jako płaskie powierzchnie. Jednak w rzeczywistości są one pełne "dolin" i "wzgórz", a różnice pomiędzy nimi mogą dochodzić nawet do 2 metrów. Dane na temat tych poziomów to dla oceanografów bezcenne informacje o ciśnieniu atmosferycznym, temperaturze i zasoleniu. Z nich można też wnioskować o kierunku i prędkości ruchu mas wody. Jason-2 to jeden z elementów rozpoczętego w 1992 roku programu badania oceanów. Wówczas wystrzelono satelitę Topex/Poseidon. Obecnie działa Jason-1 i wkrótce rozpocznie pracę jego młodszy brat. Oczywiście obecnie wiele innych satelitów obserwuje oceany, jednak żaden z nich nie może równać się dokładnością z Jasonami. O ich znaczeniu niech świadczy fakt, że wszystkie inne satelity będą kalibrowane według wskazań obu "braci". Jason-2 będzie mógł też spełniać wiele innych, mniej oczywistych zadań. Przedsiębiorstwa wydobywcze wykorzystają jego dane by wiedzieć, kiedy pogoda pozwoli im na prowadzenie odwiertów, a firmy telekomunikacyjne będą mogły układać podmorskie kable bez obawy natknięcia się na sztorm. Jason-2 pozwoli też przewidzieć, w którym kierunku będą dryfowały wraki i jak przemieszczą się zanieczyszczenia w oceanach. Satelita zostanie też wykorzystany przez biologów morskich do śledzenia wielorybów. Urządzenie pomoże też statkom wybrać optymalny kurs, co jest bardzo ważne w dobie rosnących cen paliwa. Dzięki odpowiedniemu wykorzystaniu prądów morskich oszczędność paliwa może sięgnąć nawet 5 procent. Przez kilka pierwszych miesięcy Jason-2 będzie latał w towarzystwie Jasona-1. Oba satelity będą dokonywały tych samych pomiarów w odstępie 60 sekund jeden po drugim. To pozwoli na wzajemną kalibrację ich przyrządów i gdy w przyszłości Jason-1 zakończy swoją misję, to uzyskane przezeń dane będzie można bezpośrednio przełożyć na późniejsze dokładniejsze wskazania. Później Jason-1 zostanie przesunięty na inną orbitę, dzięki czemu ilość uzyskiwanych danych z Jasonów zwiększy się dwukrotnie.
-
Jak głęboko sięga życie? Trudno tu o właściwą odpowiedź, ponieważ organizmy biją naprawdę imponujące rekordy. Ostatnio zespół Johna Parkesa z Uniwersytetu w Cardiff odkrył mikroby w skale sprzed 111 mln lat, która tkwi 1,6 km pod dnem oceanu (Science). Skałą tą jest uboga w magmę Krawędź Nowofunlandzka Oceanu Atlantyckiego. Wiercenia prowadzono z pokładu statku-platformy JOIDES Resolution. Poprzedni rekord to "zaledwie" 842 metry pod dnem Oceanu Spokojnego. Obowiązywał przez 6 lat, od 2002 roku, i został odnotowany również przez ekipę Parkesa. Eksperci sądzą, że nowy rekord nie utrzyma się zbyt długo, ponieważ, wg nich, maleńkie żyjątka zasiedlają tereny sięgające 5 km pod dnem. Niektórzy postulują nawet, że ¾ biomasy mikroorganizmów można znaleźć właśnie pod dnem. Im głębsza warstwa osadów, tym trudniej się w niej żyje. W starszych skałach znajduje się mniej pożywki dla mikrobów, w dodatku stale rosną ciśnienie i temperatura (w niektórych rejonach każdy dodatkowy kilometr pod dnem oznacza skok temperatury aż o 20 stopni Celsjusza). Obecnie za najwyższą temperaturę, z jaką życie może sobie jeszcze poradzić, uznaje się pułap 120°C. Jeśli temperatura jest ostatecznym czynnikiem ograniczającym, z przyczyn racjonalnych można się spodziewać, że biosfera sięga głębokości 5 km pod dnem – tłumaczy Steven D’Hondt, oceanograf z University of Rhode Island. JOIDES Resolution (Joint Oceanographic Institutions Deep Earth Sampler) służyła pierwotnie do wydobycia ropy. Ponad dwadzieścia lat temu przerobiono ją na pływające laboratorium naukowe. Zespół Parkesa wyekstrahował mikroby z rdzenia wydrążonej próbki, który z zasady jest rzadziej skażony przez słoną wodę. Mikroorganizmy wykryto dzięki fluorescencyjnemu zielonemu barwnikowi, który zaczyna się jarzyć po dostaniu do wnętrza żywych komórek. Naukowcom udało się też zdobyć i zsekwencjonować DNA. Na głębokości 1000 metrów natrafiono na przedstawicieli archeowców (łac. Archaea), głównie na gorącolubne Pyrococcus. Wraz z głębokością zwiększało się stężenie metanu, dlatego też niżej wyodrębniono kolejne sekwencje DNA, które wskazywały na obecność mikroorganizmów uzyskujących energię z utleniania gazu błotnego. Parkes nie może się nadziwić, jak można przetrwać w tak trudnych warunkach. Skała jest tak stara, że jakiekolwiek biodegradowalne substancje dawno stamtąd zniknęły. Naukowiec domyśla się, że nowo odkryci rekordziści zadowalają się bardzo niedużą ilością pożywienia. W sytuacji braku drapieżników, przed którymi należałoby uciekać, mikroby mogą utrzymywać się przy życiu, uzupełniając raz na jakiś czas niedobory ATP. W przyszłości Parkes zamierza wiercić jeszcze głębiej, być może w okolicach 6. km poniżej dna. W ten sposób stwierdzono by, czy biosfera rzeczywiście kończy się na piątym kilometrze.